目前冰晶石-氧化铝熔盐电解法仍然是工业炼铝的唯一方法。多年以来，为了探索新的炼铝方法，曾经试验了多种炼铝新方法，如碳热法、氧化铝法等［1］。专利是反映科学研究成果和市场布局的一个重要方面，为了了解铝电解领域国外来华申请中国专利的现状，本文检索了截至2019年4月30日公开的向中国专利局申请的铝电解领域的专利文献，并对检索结果进行了简要分析，以期对从事铝冶炼及其相关领域研发的企业、研究单位和个人进行专利申请以及市场布局时提供初步参考。 1 专利技术检索 本文采用中华人民共和国国家知识产权局专利检索与服务系统（Patent Search and Service System of SIPO）在中国专利检索系统文摘数据库（China Patent Retrieve System Abstract Database，简称 CPRSABS，该数据库包括的专利信息主要有中国专利著录项目、摘要、关键词、范畴分类、权利要求1的信息等）中，针对铝电解领域进行了检索。检索涉及的国际专利分类号主要为：C25C3／06，C25C3／08，C25C3／10， C25C3／12， C25C3／14， C25C3／16，C25C3／18，C25C3／20，C25C3／22，C25C3／24等。检索日期截至2019年4月30日。通过检索，并对检索出的相关专利文献根据权利要求书、说明书和摘要记载的技术内容进行标引和筛选，最终确定了符合要求的铝电解领域国外来华申请中国专利文献共计339件，以此来作为分析的数据样本。 2 专利申请相关数据分析 2.1 专利申请的类型 专利分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利三种［2］。本文所检索到的铝电解领域专利中，发明专利330件，占97.3%，实用新型专利9件，占2.7%，外观设计专利0件，占0%。可见，铝电解领域国外来华申请中国专利主要是发明专利。 2.2 专利申请量及授权量 国外来华申请中国专利，第一件涉及铝电解的专利申请出现于1985年，其为铝电解槽上用的自动增强抽吸作用的方法及其装置，申请人为法国的佩切尼铝制品公司。铝电解领域专利申请量趋势如图1所示，由图1可以看出，铝电解领域国外来华申请中国专利申请数量呈递增趋势，大体可以分为两个阶段趋势：第一阶段：从1985年首次出现相关申请到1999年间，年申请量均为5件以下，其中，有5年的申请量为1件，有1年的申请量甚至为0件，在长达15年的时间内维持在一个较低的水平；第二阶段：从2000年至今，年申请量大幅增长，到2015年申请量已达到33件，2016～2019年申请量较低或者为0，主要原因是相关专利申请还没有公开。说明该领域的研发工作在2000年以来较为活跃，同时也说明该领域的国外申请人对知识产权在中国的保护开始重视起来。 图1 铝电解领域专利申请量趋势图 铝电解领域专利申请目前有195件被授予专利权，还有一些专利申请正在审查之中。 2.3 申请国 339件铝电解领域国外来华申请中国专利中，一共有17个国家，法国、加拿大和美国申请量较多，分别为73、61、57件，有五个国家为1件。铝电解领域专利申请国分布情况如图2所示。 图2 铝电解领域专利申请国分布 2.4 专利申请人 铝电解领域专利的申请人比较分散，在339件专利申请中，共有107个申请人，专利申请量排名前17位（申请量4件以上）的申请人如表1所示，由表1可以看出，国外来华申请中国专利申请量最多的申请人是加拿大的力拓艾尔坎国际有限公司，共计34件，其次是挪威的诺尔斯海德公司，共计28件。 表1 专利申请量排名前25位的申请人排 名 申 请 人 申请量／件34 2诺尔斯海德公司 28 3美铝公司 25 4皮奇尼铝公司 23 5西格里碳素欧洲公司 23 6 E.C.L.公司 23 7俄铝工程技术中心有限责任公司 17 8艾尔坎国际有限公司 13 9阿尔科公司 11 10 美铝美国公司 10 11 力拓加铝国际有限公司 7 12 阿尔斯通技术有限公司 7 14 挪威海德罗公司 5 15 奥图泰有限公司 4 16 西格里CFL CE有限责任公司 4 17 SGL碳股份公司1力拓艾尔坎国际有限公司4 2.5 国外来华申请专利的途径 国外申请人可以通过PCT（专利合作条约）途径、巴黎公约途径或普通申请的方式来华申请中国专利。根据统计分析，339件专利申请中通过PCT途径申请的专利共计269件，其余的主要通过巴黎公约途径申请，有极少部分通过普通申请的方式申请中国专利。 3 主要申请人及其关键技术分析 3.1 力拓艾尔坎国际有限公司 铝电解领域国外来华申请中国专利申请量最多的申请人是力拓艾尔坎国际有限公司，其申请量为34件。该公司来华申请的第一件专利的发明名称为“带有金属基阳极的铝电解冶金槽”，申请日为2003年10月17日，授权公告号为CN1735717B，通过PCT途径申请。目前还处于专利权维持有效状态，专利权维持年限已经有16年。本发明提供一种带有金属基阳极的铝电解冶金槽和电解方法，阳极能抵制钝化及溶解，生产率高、对产品铝污染小，并且其部件能抗侵蚀及抗磨损。其发明点是：电解冶金槽，包括金属基阳极，该阳极的外部至少包含镍、钴、铁其中之一，且具有一个电化学活性的氧化物基表面，电解质的组成为：氧化铝、氟化铝、氟化钠、氟化钾、氟化钙及其他成分。核心方案是：电解冶金槽，包括金属基阳极以及温度在940℃以下，尤其是在880～920℃的范围的含氟化物的熔融的电解质，该阳极的外部至少包含镍、钴、铁其中之一，且具有一个电化学活性的氧化物基表面，并将该阳极表面浸入电解质中，该电解质的组成为：5%～14%重量的溶解状态的氧化铝，35%～45%重量的氟化铝，30%～45%重量的氟化钠，5%～20%重量的氟化钾，0%～5%重量的氟化钙及0%～5%重量的一种或多种其他成分［3］。 该公司的专利主要集中在电解槽相关领域。 3.2 诺尔斯海德公司 诺尔斯海德公司来华在铝电解领域申请的第一件专利的发明名称为“加工碳体的方法和设备”，申请日为1998年10月19日，通过巴黎公约途径申请，授权公告号为CN1185069C。该专利已经由于过了二十年保护期而届满终止。本发明提供一种加工碳体的方法，可以高精度地形成孔的几何形状，并且可以避免电极接头孔周围密度变化和裂缝问题。其发明点是：加工碳体的方法，在碳体的形成和焙烧之后形成孔，而且孔是借助绕轴线转动的切削件形成的。核心方案是：加工碳体的方法，在碳体的形成和焙烧之后形成孔，而且孔是借助一个或多个绕轴线转动的切削件形成的，其中切削件可以是以离开转动轴线不同的径向距离转动［4］。 诺尔斯海德公司在2002年2月13日通过PCT途径申请提交了两件专利申请。目前均还处于专利权维持有效状态，专利权维持年限已经有18年。一件授权公告号为CN1246502C，发明名称为“用于铝电解沉积的尺寸稳定的阳极材料”，本发明提供一种阳极材料，该材料在电解质中具有足够低的溶解性、与电解质中的铝土反应的稳定性、低离子电导率、作为惰性阳极铝电解槽中的电化学活性阳极时具有足够的电导率。其发明点是：用作将氧化铝电解还原成金属铝的活性阳极表面的材料，结构式为A1＋xB1＋δCdO4。核心方案是：用作将氧化铝电解还原成金属铝的活性阳极表面的材料，结构式为A1＋xB1＋δCdO4，其中：A是对于八面体配位具有相对偏好的二价阳离子或多种阳离子的混合物，如二价镍；B是对于四面体配位具有相对偏好的三价阳离子或多种阳离子的混合物，如三价的铁；C是对于八面体配位具有相对偏好的三价阳离子或对于八面体配位具有相对偏好的四价阳离子，如铬、锰、钛，或者它们的混合物；O是元素氧［5］。另一件授权公告号为CN100451176C，发明名称为“用于生产金属的方法和电解沉积槽”，本发明提供一种生产铝的方法和设备，减小能耗、成本，并保持高电流效率，在低电解质温度下仍得到铝的高溶解率，并且得到从电解过程中产生的两种产物之间的良好分离。其发明点是：电解生产铝金属的方法，氧气被引导流入一个与电解室连通设置的气体分离室，在电解室和气体分离室之间建立起一个电解质流动形式。核心方案是：用于从包含铝氧化物的电解质中电解生产铝金属的方法，通过在至少一个电解室中实施电解，电解室包含电解质，并且进一步包含至少一个惰性阳极和至少一个可浸润阴极，在电解过程中，阳极生成氧气，阴极具有在电解过程中释放到其上的铝，氧气迫使电解质向上流动，产生的铝由于重力而向下流动，氧气进一步被引导流入一个与电解室连通设置的气体分离室，在电解室和气体分离室之间建立起一个电解质流动形式［6］。 3.3 美铝公司 美铝公司来华在铝电解领域申请的第一件专利的发明名称为“含有铁氧化物的稳定阳极以及这种阳极在金属生产槽中的用途”，申请日为2004年11月19日，通过 PCT途径申请，授权公告号为CN1882717B。目前还处于专利权维持有效状态，专利权维持年限已经有15年。本发明提供一种稳定阳极及生产铝的方法，阳极具有良好的稳定性，可在低于约960℃的温度下操作，降低铝中铁杂质及其它杂质的含量。其发明点是：生产铝的方法是利用含有铁氧化物的稳定阳极，通过控制熔盐浴的温度及通过稳定阳极的电流密度，电解生产铝。核心方案是：通过含有电解质和铝氧化物的熔盐浴，在含有铁氧化物的稳定阳极和阴极之间传递电流；将熔盐浴维持在控制温度；控制通过稳定阳极的电流密度；从熔盐浴中回收铝［7］。 4 结语 专利在市场经济中越来越活跃，分析专利技术可以看出本行业的技术发展水平与方向。本文从国外来华申请中国专利的角度简要分析了铝电解领域专利技术现状，试图能够对致力于该领域的研究者提供一些国外来华申请专利的信息，使得更多的研究者能够了解该领域国外申请人在中国的专利布局。 ［1］刘业翔.现代铝电解［M］.北京：冶金工业出版社，2008. ［2］国家知识产权局条法司.专利法.第三次修订导读［M］.北京：知识产权出版社，2009. ［3］V·德诺拉，等.带有金属基阳极的铝电解冶金槽.中国专利：CN173571［P］7B.2011-12-28. ［4］奥德文·内瑟，等.加工碳体的方法和设备.中国专利：CN1185069C［P］.2005-01-19. ［5］S·朱尔斯鲁德，等.用于铝电解沉积的尺寸稳定的阳极材料.中国专利：CN1246502C［P］.2006-03-22. ［6］O-J·希尔金，等.用于生产金属的方法和电解沉积槽.中国专利：CN100451176C［P］.2009-01-14. ［7］R·A·迪米利亚，等.含有铁氧化物的稳定阳极以及这种阳极在金属生产槽中的用途.中国专利：CN1882717B［P］.2013-05-15. 目前冰晶石-氧化铝熔盐电解法仍然是工业炼铝的唯一方法。多年以来，为了探索新的炼铝方法，曾经试验了多种炼铝新方法，如碳热法、氧化铝法等［1］。专利是反映科学研究成果和市场布局的一个重要方面，为了了解铝电解领域国外来华申请中国专利的现状，本文检索了截至2019年4月30日公开的向中国专利局申请的铝电解领域的专利文献，并对检索结果进行了简要分析，以期对从事铝冶炼及其相关领域研发的企业、研究单位和个人进行专利申请以及市场布局时提供初步参考。1 专利技术检索本文采用中华人民共和国国家知识产权局专利检索与服务系统（Patent Search and Service System of SIPO）在中国专利检索系统文摘数据库（China Patent Retrieve System Abstract Database，简称 CPRSABS，该数据库包括的专利信息主要有中国专利著录项目、摘要、关键词、范畴分类、权利要求1的信息等）中，针对铝电解领域进行了检索。检索涉及的国际专利分类号主要为：C25C3／06，C25C3／08，C25C3／10， C25C3／12， C25C3／14， C25C3／16，C25C3／18，C25C3／20，C25C3／22，C25C3／24等。检索日期截至2019年4月30日。通过检索，并对检索出的相关专利文献根据权利要求书、说明书和摘要记载的技术内容进行标引和筛选，最终确定了符合要求的铝电解领域国外来华申请中国专利文献共计339件，以此来作为分析的数据样本。2 专利申请相关数据分析2.1 专利申请的类型专利分为发明专利、实用新型专利和外观设计专利三种［2］。本文所检索到的铝电解领域专利中，发明专利330件，占97.3%，实用新型专利9件，占2.7%，外观设计专利0件，占0%。可见，铝电解领域国外来华申请中国专利主要是发明专利。2.2 专利申请量及授权量国外来华申请中国专利，第一件涉及铝电解的专利申请出现于1985年，其为铝电解槽上用的自动增强抽吸作用的方法及其装置，申请人为法国的佩切尼铝制品公司。铝电解领域专利申请量趋势如图1所示，由图1可以看出，铝电解领域国外来华申请中国专利申请数量呈递增趋势，大体可以分为两个阶段趋势：第一阶段：从1985年首次出现相关申请到1999年间，年申请量均为5件以下，其中，有5年的申请量为1件，有1年的申请量甚至为0件，在长达15年的时间内维持在一个较低的水平；第二阶段：从2000年至今，年申请量大幅增长，到2015年申请量已达到33件，2016～2019年申请量较低或者为0，主要原因是相关专利申请还没有公开。说明该领域的研发工作在2000年以来较为活跃，同时也说明该领域的国外申请人对知识产权在中国的保护开始重视起来。图1 铝电解领域专利申请量趋势图铝电解领域专利申请目前有195件被授予专利权，还有一些专利申请正在审查之中。2.3 申请国339件铝电解领域国外来华申请中国专利中，一共有17个国家，法国、加拿大和美国申请量较多，分别为73、61、57件，有五个国家为1件。铝电解领域专利申请国分布情况如图2所示。图2 铝电解领域专利申请国分布2.4 专利申请人铝电解领域专利的申请人比较分散，在339件专利申请中，共有107个申请人，专利申请量排名前17位（申请量4件以上）的申请人如表1所示，由表1可以看出，国外来华申请中国专利申请量最多的申请人是加拿大的力拓艾尔坎国际有限公司，共计34件，其次是挪威的诺尔斯海德公司，共计28件。表1 专利申请量排名前25位的申请人排 名 申 请 人 申请量／件34 2诺尔斯海德公司 28 3美铝公司 25 4皮奇尼铝公司 23 5西格里碳素欧洲公司 23 6 E.C.L.公司 23 7俄铝工程技术中心有限责任公司 17 8艾尔坎国际有限公司 13 9阿尔科公司 11 10 美铝美国公司 10 11 力拓加铝国际有限公司 7 12 阿尔斯通技术有限公司 7 14 挪威海德罗公司 5 15 奥图泰有限公司 4 16 西格里CFL CE有限责任公司 4 17 SGL碳股份公司1力拓艾尔坎国际有限公司42.5 国外来华申请专利的途径国外申请人可以通过PCT（专利合作条约）途径、巴黎公约途径或普通申请的方式来华申请中国专利。根据统计分析，339件专利申请中通过PCT途径申请的专利共计269件，其余的主要通过巴黎公约途径申请，有极少部分通过普通申请的方式申请中国专利。3 主要申请人及其关键技术分析3.1 力拓艾尔坎国际有限公司铝电解领域国外来华申请中国专利申请量最多的申请人是力拓艾尔坎国际有限公司，其申请量为34件。该公司来华申请的第一件专利的发明名称为“带有金属基阳极的铝电解冶金槽”，申请日为2003年10月17日，授权公告号为CN1735717B，通过PCT途径申请。目前还处于专利权维持有效状态，专利权维持年限已经有16年。本发明提供一种带有金属基阳极的铝电解冶金槽和电解方法，阳极能抵制钝化及溶解，生产率高、对产品铝污染小，并且其部件能抗侵蚀及抗磨损。其发明点是：电解冶金槽，包括金属基阳极，该阳极的外部至少包含镍、钴、铁其中之一，且具有一个电化学活性的氧化物基表面，电解质的组成为：氧化铝、氟化铝、氟化钠、氟化钾、氟化钙及其他成分。核心方案是：电解冶金槽，包括金属基阳极以及温度在940℃以下，尤其是在880～920℃的范围的含氟化物的熔融的电解质，该阳极的外部至少包含镍、钴、铁其中之一，且具有一个电化学活性的氧化物基表面，并将该阳极表面浸入电解质中，该电解质的组成为：5%～14%重量的溶解状态的氧化铝，35%～45%重量的氟化铝，30%～45%重量的氟化钠，5%～20%重量的氟化钾，0%～5%重量的氟化钙及0%～5%重量的一种或多种其他成分［3］。该公司的专利主要集中在电解槽相关领域。3.2 诺尔斯海德公司诺尔斯海德公司来华在铝电解领域申请的第一件专利的发明名称为“加工碳体的方法和设备”，申请日为1998年10月19日，通过巴黎公约途径申请，授权公告号为CN1185069C。该专利已经由于过了二十年保护期而届满终止。本发明提供一种加工碳体的方法，可以高精度地形成孔的几何形状，并且可以避免电极接头孔周围密度变化和裂缝问题。其发明点是：加工碳体的方法，在碳体的形成和焙烧之后形成孔，而且孔是借助绕轴线转动的切削件形成的。核心方案是：加工碳体的方法，在碳体的形成和焙烧之后形成孔，而且孔是借助一个或多个绕轴线转动的切削件形成的，其中切削件可以是以离开转动轴线不同的径向距离转动［4］。诺尔斯海德公司在2002年2月13日通过PCT途径申请提交了两件专利申请。目前均还处于专利权维持有效状态，专利权维持年限已经有18年。一件授权公告号为CN1246502C，发明名称为“用于铝电解沉积的尺寸稳定的阳极材料”，本发明提供一种阳极材料，该材料在电解质中具有足够低的溶解性、与电解质中的铝土反应的稳定性、低离子电导率、作为惰性阳极铝电解槽中的电化学活性阳极时具有足够的电导率。其发明点是：用作将氧化铝电解还原成金属铝的活性阳极表面的材料，结构式为A1＋xB1＋δCdO4。核心方案是：用作将氧化铝电解还原成金属铝的活性阳极表面的材料，结构式为A1＋xB1＋δCdO4，其中：A是对于八面体配位具有相对偏好的二价阳离子或多种阳离子的混合物，如二价镍；B是对于四面体配位具有相对偏好的三价阳离子或多种阳离子的混合物，如三价的铁；C是对于八面体配位具有相对偏好的三价阳离子或对于八面体配位具有相对偏好的四价阳离子，如铬、锰、钛，或者它们的混合物；O是元素氧［5］。另一件授权公告号为CN100451176C，发明名称为“用于生产金属的方法和电解沉积槽”，本发明提供一种生产铝的方法和设备，减小能耗、成本，并保持高电流效率，在低电解质温度下仍得到铝的高溶解率，并且得到从电解过程中产生的两种产物之间的良好分离。其发明点是：电解生产铝金属的方法，氧气被引导流入一个与电解室连通设置的气体分离室，在电解室和气体分离室之间建立起一个电解质流动形式。核心方案是：用于从包含铝氧化物的电解质中电解生产铝金属的方法，通过在至少一个电解室中实施电解，电解室包含电解质，并且进一步包含至少一个惰性阳极和至少一个可浸润阴极，在电解过程中，阳极生成氧气，阴极具有在电解过程中释放到其上的铝，氧气迫使电解质向上流动，产生的铝由于重力而向下流动，氧气进一步被引导流入一个与电解室连通设置的气体分离室，在电解室和气体分离室之间建立起一个电解质流动形式［6］。3.3 美铝公司美铝公司来华在铝电解领域申请的第一件专利的发明名称为“含有铁氧化物的稳定阳极以及这种阳极在金属生产槽中的用途”，申请日为2004年11月19日，通过 PCT途径申请，授权公告号为CN1882717B。目前还处于专利权维持有效状态，专利权维持年限已经有15年。本发明提供一种稳定阳极及生产铝的方法，阳极具有良好的稳定性，可在低于约960℃的温度下操作，降低铝中铁杂质及其它杂质的含量。其发明点是：生产铝的方法是利用含有铁氧化物的稳定阳极，通过控制熔盐浴的温度及通过稳定阳极的电流密度，电解生产铝。核心方案是：通过含有电解质和铝氧化物的熔盐浴，在含有铁氧化物的稳定阳极和阴极之间传递电流；将熔盐浴维持在控制温度；控制通过稳定阳极的电流密度；从熔盐浴中回收铝［7］。4 结语专利在市场经济中越来越活跃，分析专利技术可以看出本行业的技术发展水平与方向。本文从国外来华申请中国专利的角度简要分析了铝电解领域专利技术现状，试图能够对致力于该领域的研究者提供一些国外来华申请专利的信息，使得更多的研究者能够了解该领域国外申请人在中国的专利布局。参考文献：［1］刘业翔.现代铝电解［M］.北京：冶金工业出版社，2008.［2］国家知识产权局条法司.专利法.第三次修订导读［M］.北京：知识产权出版社，2009.［3］V·德诺拉，等.带有金属基阳极的铝电解冶金槽.中国专利：CN173571［P］7B.2011-12-28.［4］奥德文·内瑟，等.加工碳体的方法和设备.中国专利：CN1185069C［P］.2005-01-19.［5］S·朱尔斯鲁德，等.用于铝电解沉积的尺寸稳定的阳极材料.中国专利：CN1246502C［P］.2006-03-22.［6］O-J·希尔金，等.用于生产金属的方法和电解沉积槽.中国专利：CN100451176C［P］.2009-01-14.［7］R·A·迪米利亚，等.含有铁氧化物的稳定阳极以及这种阳极在金属生产槽中的用途.中国专利：CN1882717B［P］.2013-05-15.

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